ベストアンサー いまいち、はっきりわからない位相について 2003/02/26 02:38 インピーダンスに抵抗を加えると、電流が電圧よりも９０度位相がずれるのはなぜなのでしょうか？ みんなの回答 （3） 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー noname#3227 2003/02/26 22:31 回答No.3 電気回路には抵抗性負荷、誘導性負荷(コイル)、容量性負荷(コンデンサ)があ ります。 この3要素に単独に正弦波電圧を印加した場合はコイルとコンデンサで電圧と 電流の位相差が生じます。 コイルにおいては、電流が変化したとき、その逆方向に電圧が生じコイルのエ ネルギーが蓄積や放出されます。 具体的には、増やそうとすると逆らい(電流に逆らう電圧を生じてエネルギー蓄 積)、減らそうすると加勢(電流を後押しする電圧を生じてエネルギー放出)する と言うぐあいです、電流変化がなければコイルへのエネルギーの蓄積や放出は終 わります。 これが電流波形のテッペンで電圧が0になる理由で、電流に対して電圧の位相が 90°進む理由です。 コイルのエネルギーは逆らっているかと思えば、応援もしてくれるので純粋な 誘導性の負荷には電力消費はありません。 コンデンサにおいては、電圧が変化したとき電流が流れます、電圧が上昇して いるときなら充電電流、下降しているときなら放電電流。 電圧の変化が止まれば電流も止まり、電圧に応じた電苛がコンデンサに蓄積さ れています。 これが電圧波形のテッペンで電流が0になる理由で、電流に対して電圧の位相が 90°遅れる理由です。 コンデンサの電流は電荷が出たり入ったりしているだけなので、純粋な容量性 の負荷には電力の消費はありません。 コイルとコンデンサは90°進んで、90°遅れているので両者は180°の位相で あり完全に逆位相になっています、つまりコイルがエネルギーを減らしながら 流した電流はコンデンサに蓄えられます、次にコンデンサが電圧を下げながら 放電した電流はコイルにエネルギーとして蓄えられます、電力の損失はないの で、外部からの電力の供給を閉ざしても、これが永久に繰り返されます、これ を共振と呼んでいます。 抵抗は電圧と同位相の電流を流すので、誘導性負荷や容量性負荷に対して90° の位相を持つことになります。 抵抗性負荷は電流を妨げる要素なので電力消費を伴います。 因みに共振回路に抵抗を入れると電力を消費するので、電力の供給を閉ざすと 共振現象はいつか終わります。 共振周波数は誘導性(インダクタンス)と容量性(リアクタンス)の値が一致して 、両性質を相殺してしまう周波数の事を言います。 抵抗性(レジスタンス)と誘導性(インダクタンス)と容量性(リアクタンス)などの 総じて電気的特性を決定する値をインピーダンスと呼びます。 抵抗性の負荷も含んで共振現象にある回路は、抵抗性負荷だけが存在するように 見えます。 ラジオなどの同調回路はこれを利用して、聞きたい周波数を共振周波数に選んで 抵抗に、聞きたい電波だけの波形を取り出しています。 私も位相には高校時代に苦しみました、数式は全く理解できない人間なので、イ メージや具体例にラジオを上げて理解できないかと書いて見ました。 邪魔だったら済みません、お詫びします。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 その他の回答 (2) ranx ベストアンサー率24% (357/1463) 2003/02/26 10:02 回答No.2 私も「インピーダンスに抵抗を加えると」の意味がよく分かりませんが、 こんな回答ではどうでしょう。 参考URL： http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=89689 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 mmky ベストアンサー率28% (681/2420) 2003/02/26 09:44 回答No.1 [インピーダンスに抵抗を加えると、電流が電圧よりも９０度位相がずれるのはなぜなのでしょうか] ちょっと抵抗を加えるとの意味がわかりませんが、基本的な考えを参考までに 電圧e=Esinωt とすると、電流i は、i=e/R=(E/R)sinωt だから位相はずれない。sinωt がかわっていないということですね。 位相が遅れたり、進んだりするのはコイル（インダクタンス）やコンデンサー（容量）がある場合ですね。 コイル（L)の場合は、誘導電圧ですから、誘導電圧をVとするとV=dφ/dt ：φは電流による磁束ですから、φ=Li ですね。i=e/R=(E/R)sinωt を使えば、 V=d(Li）/dt=ωL(E/R)cosωt になりますね。sinωt とcosωt は90度位相が変わりましたね。90度の遅れといいます。 容量の場合は、電流をためますから V=1/C∫idt=(1/RωC)(-cosωｔ）になりますね。これは位相が90度進みといいます。 ということで、インピーダンスはこれらの性質を考慮して表示されています。 基本 Z=R、Z=jωL、Z=-j/ωC、とそれぞれの組み合わせ。+ｊは位相が90度遅れ、-ｊは位相が90度進みを考慮。 Z=R+JωL R=ωL であれば位相は45度の遅れ。など。 ということですね。交流電流の位相が90度進む、遅れるという場合は抵抗 ではなくインダクタンスLか容量Cの場合ですね。 参考程度に 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育その他（学問・教育） 関連するQ&A トランス飽和時の位相について トランスが飽和に近づくと、インピーダンスが低下しますよね。 理想的なトランスでは1次側の電流の位相は電圧より90°遅れると思いますが、 飽和によるインピーダンスの低下で、電圧と電流の位相差が無くなっていくという理解でよろしいのでしょうか。 オシロスコープでのLC位相の観測方法 コイル・コンデンサでは電流・電圧の位相が９０度遅れる、ということになっていますが、実際にその様子を２現象のオシロスコープで見てみたいと思っています。が、どのように接続すれば電流と電圧の位相のずれが９０度になっていることを見られるのかよくわかりません。なぜなら電流値を図るには直列に抵抗を入れる必要があり、その両端の電圧を見ることになりますが、抵抗を入れた時点で位相は９０度より小さくなるため、純粋にコイル・コンデンサだけでの値は見られないです。何かいい方法があれば教えてください。 三相交流、力率、位相差の求め方について インピーダンス・Zを△形結線して三相電圧200Vをかけた。線電流30Aが流れ電力は10ｋWだった。 インピーダンスの・Zの力率はいくらか。 線間電圧・Vabと線電流・Iaとの位相差はいくらか。 ・Vaｃと・Iaとの位相差はいくらかという問題なのですが、 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コイルに交流電圧を加えた時、コイルは嫌々電流を流れさせているので、コイルを流れる交流電流の位相は、加えた交流電圧の位相に比べて90度遅れる。 平易に言えば上記のことなんですが、一般的に、上記の“位相の遅れ”を電磁誘導と結びつけた場合どのように説明すればよいのでしょうか？ 宜しくお願い致します。 変圧器の電流位相について 変圧器に関しての質問です。 変圧器の１次電圧と２次電圧、１次側電流と２次側電流は同位相になるのでしょうか？ 逆起電力なので９０度ずれた波形がでると考えているのですが,詳しく知りたいので説明もいただけると助かります。 よろしくおねがいします。 コンデンサの電流の位相が９０°進む理由は？ コンデンサに交流電圧を流したときは 電流の位相が電圧の位相より９０°進むと本には書かれていますが、 なぜ２０度でもなければ１８０度でもなく９０度になるのかが 全く分かりません。 教科書には位相が変わるという計算式は書かれていますが なぜ位相が変わるのかという理由を説明してくれていません。 ピタゴラスの定理の証明のように、数式を使わないで 位相がなぜ９０度進むのかという理由を 一目で見ただけで誰でも理解できるような説明が可能でしょうか。 よろしくご指導をお願いします。 . 電流の『位相』について 抵抗とコイルの並列回路の電流で、『ＩＬの位相はＩＲに比べて９０度遅れている』とあるのですが、どういうことなのでしょう。 流れる電流が√（ＩＲ＾２＋ＩＬ＾２）になるのはベクトル図から判るのですが・・・ 遅れているとか進んでいるとかいったことは、何がどのことに対してどういう状態になるから、ということが判りません。 表現が判りにくいかもしれませんが、お願いします。 電流の実効値および位相を求める途中式を教えてください。 電流の実効値および位相を求める途中式を教えてください。 抵抗１２．４８Ω、自己インダクタンス０．０６４Ｈ、静電容量０．０００３２Ｆの素子を直列とし、これに１００Ｖ、５０Ｈ８の交流電圧を与えたときに流れる電流の実効値および位相を求める途中式を教えてください。 よろしくお願いします。 日本史の転換点？：赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム インピーダンス整合 インピーダンス整合についてですが，送り側(Zs)と，受け側(Zr)の特性インピーダンスが等しければ反射も無く，負荷（抵抗負荷）にエネルギーが効率よく，電圧電流が同位相に運ばれると思います。 ここで，Zr>>ZsでかつZrに（微量な）容量成分がある場合，負荷（Zr）に送られる電圧・電流波形には位相差が生じるのでしょうか？ 反射は起こるので波高値は比較して若干高くなると思いますが。 インピーダンスの計算について （追加） 昨日、インピーダンスの質問をしたのですが、実際は約０．３度ほどなのに１０８度という位相差はおかしいという回答があったので 追加しときます。 １０８度という値は次のような計算で得られました。 発振機の周波数を１ｋＨz、Ｖｐｐを１０Ｖに設定してＲ－Ｌ直列回路に電圧を印加しました。 ちなみに抵抗の電圧もコイルの電圧もオシロで測定しました。 （コイルの電流は抵抗器の電圧と抵抗値から求めれば直列なのでコイルの電流になると 先生に言われたのでそのように測定しました。） オシロで１ｋΩの抵抗と１ｍＨのコイルの周期を測定したところ、周期Ｔ＝１０００μｓ 抵抗とコイルの周期のずれは３００μｓという結果になりましたので、 位相差θ＝３６０＊ΔＴ/ΔＴに測定結果をいれて計算したところ１０８度という結果になりました。 測定結果に見間違いなどはなかったと思います。 位相差に関してはなぜこのようになったかわかりません。 位相差というのは、抵抗にかかる電圧とコイルにかかる電圧の周期を測定したので 抵抗とコイルの位相差のことを指します。 それから位相差の計算方法については間違いないと思います。 テキストに書いてある計算方法なので。 ちなみにこれは学校の実習で行った実験です。 オシロスコープの位相のずれ確認方法 オシロスコープの位相のずれ確認方法 http://www.gxk.jp/elec/musen/1ama/H20/html/H2004A25_.html こちらのサイトの図において 青が電圧、赤が電流であるとしたならば、 電流が電圧に比べて位相が９０度進んでいるという認識でよろしいでしょうか？ インピーダンスの測定方法 すいませんが、インピーダンスの測定方法について教えて頂けないでしょうか？ インピーダンスとは交流の抵抗値だということは分かるのですが、実際にどうやって測定すればいいのかが分かりません。 インピーダンスアナライザを用いれば簡単に測定出来るのでしょうが・・ありませんので。＾＾； 直流の抵抗は抵抗にかかる電圧と電流を測定しオームの法則から算出出来ます（僕でも＾＾） しかし交流の場合はどうやって測定すればいいでしょうか？ 「素人考えでは・・・」 交流の電源を準備し、測定対象（抵抗、コイル、コンデンサなど）の電流と電圧をマルチメータで交流で測定し、オームの法則で算出する。 で出来るのでしょうか？、測定しても合っているのからさっぱり分からないので困っております。 何やら位相のズレとかも考慮する必要があるとかも聞きますし・・・ どなたか、簡単な測定方法を教えて下さい。 単相３線の位相差ほかについて 一般的な屋内配線では，単相３線１００Ｖが用いられていて，中性線Ｎを共通線として，位相差が１８０度のＬ１相とＬ２相の２種類がありますが，この位相差は電圧なのでしょうか。 それとも電流なのでしょうか。 また，この１８０度の位相差については，瞬時に同期を取り，切り替える（Ｌ１相→Ｌ２相またはＬ２相→Ｌ１相）ことができる位相器というものを作るのは困難なのでしょうか。 インピーダンスの計算について インピーダンスについての計算なのですが、 オシロスコープなどを使い電圧などを測定したのですが、計算してみると 測定値と理論値が合いません。 というか理論値での計算があまりわかりません。 回路は交流電源に１ＫΩの抵抗器とＬ＝１ｍＨのコイルを直列に接続し、１ＫＨｚの周波数をかけた回路です。 実験では、１ＫΩの周波数でＶｐｐ１０Ｖの電圧を発振機から流したときに 抵抗にかかる電圧は９．８３Ｖ、コイルにかかる電圧は８１．２ｍＶという測定結果が得られました。 また抵抗器にかかる電圧を抵抗器の抵抗値（Ｖｒ/Ｒ）で割って、電流が９．８＊１０＾－３Ａという値が得られました。直列接続をしているので、コイルに流れる電流も９．８＊１０＾－３Ａということがわかりました。 ここからコイルのインピーダンスを求めるために、コイルにかかる電圧をコイルにかかる電流で割りました。（０．０８１２/０．００９８） 計算したらコイルにかかるインピーダンスＺｍ＝８．２６Ωとなりました。 ここで、理論値による計算もしてみました。 コイルのインピーダンスはＺ＝ｊωＬ＝２πｆＬとかけるので、２＊π＊１０００Ｈｚ＊０．００１＊ｊと計算し、 そしたら、６．３ｊΩとでてきました。 しかしｊという虚数がついていますので、やはり測定値から得られた８．２６Ωと合いません。 どうやったらｊを取り除いて計算できるのでしょうか？ 一応、虚数を取り除くために次のような計算もしてみました。 抵抗の値が１ＫΩ、コイルのインピーダンスの値が６．３ｊなので 三平方の定理で、合成インピーダンスの大きさを計算してみました。 合成抵抗＝√（１０００＾２＋６．３＾２）＝１０００．０１９７という値がでました。 合成抵抗から抵抗器の値を引けば、コイルのインピーダンスの値が得られるはずだと思って 計算したら１９．７ｍΩとなりました。 しかしやはり測定値の８．２６Ωとはまったく違います。 いったいどのような計算をすればよいのでしょうか。 ちなみに位相差は実験では１０８度という値が得られました。 位相差は実験値はだいたいあってますでしょうか？ ご教授お待ちしております。 交流回路の位相角 抵抗R=30〔Ω〕とコイルXL=40〔Ω〕が直列接続され、電圧V=100(√2)ε^jωt〔V〕が印加されている回路においてです。 インピーダンスZ=30+j40〔Ω〕と実効値電流I(rms)=2〔A〕までは出せたのですが、位相角∠Iが解りません。回答では∠I=-0.93〔rad〕となってますが、何故、「－（マイナス）」が付くのですか？ ∠I=∠E−∠Zより、−∠Z=－arctan(XL/R)からなのでしょうか？ またこの時、何故∠Eは消えてしますのですか？ 詳しい指導お願いします。 交流電力（R-L直列回路で）の求め方について（お願いします。） お世話になります。 標記について、参考書などではＲ－Ｌ直列回路を例にして説明しているのをよく見かけます。 交流電力を求めるに際し、電圧に基準にして、コイル（インダクタンス）があることから、回路には遅れ電流が流れるという説明がなされています。 しかし、直流の回路においては、電流は一定になることから、抵抗、コイルの電圧を計算して合成電圧を求め電流との関係を説明することになると思います。 電圧を基準にしたとしても、直列回路においては抵抗にかかる電圧とコイルかかる電圧の合計が電源電圧になることから、それぞれの電圧がわからないことから、回路電流の大きさは直ぐに求めることは困難であり、電圧との位相差を求めるもの面倒になると思います。ただ、イメージとして電圧を基準にすると遅れ電流が流れるというのはわかりますが・・・。 ただ、交流電力をベクトル図で示す場合、電圧を基準にとり、ある位相差θの電流のベクトルをとって、その電流をcosθとsinθに分けて考えるのがわかりやすいと思うのですが、どうしても入口のところで電圧を基準に取った場合の電流ベクトルの描き方に混乱してしまいます。 R-L直流回路の電流ベクトルはこうなる！！といってしまえばそれまでですが。直流回路では電流が一定で各要素の電圧をに違いが生じることから、合成の電圧を求め、その位相差をだすというのが考えやすいと思いますが、電圧を基準にして、電流の位相を考えるにはどのようにすれば良いのでしょうか。電源電圧は各要素の合成になることから、電流を基準にして各要素の電圧のベクトルを考えてから合成の電源電圧のベクトルを求めるべきと思うのですが・・・。 なかなかわかりづらい文章で申し訳ございません。 例えば、直流回路で抵抗１６Ω、誘導リアクタンス１２Ωで、電源に１００Vを加えた場合を考えると、ベクトル図を考える場合、合成のインピーダンス（２０Ω）から回路電流（５A）を求め、これを基準に取り、それから各要素の電圧（抵抗の電圧：８０Ｖ コイルの電圧：６０Ｖ）の大きさ、これらの遅れ又は進みの電圧を記載してから合成電圧（１００Ｖ）を作図して位相差（tan-1（60/80）・・・の進み電圧）をだすものと思いますが、これを電圧を基準にとって電流の位相差を考えるにはどのようにすれば良いのでしょうか。 イメージいにくい内容かもしれませんが何卒宜しくお願いいたします。 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば？ Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市（長野県）在住でスキーやスノボをする方の用具 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